Зарядка и особенности Ni-MH-аккумуляторов: параметры, схемы зарядных устройств и характеристики

Никель-металлгидридные аккумуляторы NiMH стали разновидностью никелевых батарей со щелочным электролитом. Сферой применения и характеристиками они во многом схожи с никель-кадмиевыми накопителями, но более совершенны и менее токсичны для природы и человека. NiMH устанавливают в электротехнику: шуруповерты, фотоаппараты, мыши и клавиатура, детские игрушки и пр. 

Одним из серьезных минусов считается требовательность к зарядке, которая проводится по строгим правилам. В статье мы разберемся, как лучше эксплуатировать и заряжать никель-металлгидридные аккумуляторы.

Принцип работы NiMH-аккумуляторов

Принцип работы никель-металлгидридных элементов питания состоит в преобразовании химической энергии в электрическую. Сама энергия накапливается благодаря химической реакции между никелем (катод) и металлическим гидридом (анод).

По сути, энергия передается за счет взаимодействия положительного и отрицательного электродов с электролитом. При заряде никелевый катод окисляется, а анод взаимодействует с водородом и абсорбирует его.

Когда подключается нагрузка, то есть происходит разряд элемента, реакция протекает в обратном порядке. Положительный электрод (катод), состоящий из никеля, восстанавливается; в это же время отрицательный электрод (анод) освобождает абсорбированный водород.

Параметры и характеристики

Одним из весомых минусов никель-металлгидридных батарей является "эффект памяти", который препятствует удобной эксплуатации. Тем не менее, их плюсы позволяют производителям активно и широко выбирать для электронных устройств именно NiMH. Рассмотрим рабочие характеристики металлгидридных аккумуляторов, чтобы выяснить, чем оправдана такая популярность.

• Высокая энергетическая плотность: до 120 Вт-ч/кг.
• Жизненный цикл: до 500 (в некоторых модификациях до 1000) циклов разряд-заряд.
• Срок службы: до 5 лет.
• Скорость быстрой зарядки: 2-4 часа.
• Напряжение номинальное:1,25 В.
• Рабочие температуры: от -20 °C до +60 °C. 

Типы зарядных станций

Каждую аккумуляторную батарею рекомендуется заряжать непосредственно тем зарядником, который разработан конкретно под данный тип. Такое обслуживание позволяет избежать перегрева и повреждения аккумулятора, продлить срок службы, рационально использовать накопленный заряд.

Для никель-металлгидридных существует ряд ЗУ в зависимости от скорости восполнения энергии, наличия или отсутствия автоматического отключения, а также внешнего оформления.

1. Простейшие ЗУ: бюджетное устройство с низкой скоростью восстановления заряда. Пользователь самостоятельно контролирует окончание процесса и момент отключения от сети.

2. Автоматические: ЗУ, которые оборудованы автоматическим отключением от питания для защиты от перегрева и повреждения батареи. Как только аккумулятор восполняет 100% емкости, питание перестает на него поступать.

3. С жидкокристаллическим экраном: ЗУ, которые выводят необходимую пользователю информацию на дисплей.

Также существуют зарядные устройства с функцией быстрой зарядки: они характеризуются повышенным зарядным током. Однако часто такие ЗУ применять не стоит, так как они сокращают срок эксплуатации аккумуляторного элемента.

Особенности зарядки NiMH-аккумуляторов

К вопросу зарядки производители аккумуляторов советуют относиться серьезно, ведь именно от этого зависит работоспособность источника питания. Число разрядно-зарядных циклов при самых благоприятных условиях достигает 1000. Как следует заряжать NiMH-аккумуляторы, чтобы на максимально длительное время сохранить ресурс накопителя?

• Следите за температурой в помещении при зарядке: идеально заряжать никелевые элементы при t от +5 до +50 °C максимум.
• Ставьте на зарядку полностью разряженный аккумулятор.
• Проверяйте, нагревается ли элемент во время процедуры. Если чувствуете сильный перегрев, отключите на время из сети.
• Отключайте ЗУ от батареи по достижении 100% заряда.
• Не храните NiMH в разряженном состоянии, чтобы снизить процент саморазряда. Оптимальными условиями для хранения считается заряд 10-20% от полной емкости.

Эффект памяти и разрядка аккумуляторов

Одним из главных недостатков NiMH-аккумуляторов является "эффект памяти": состояние, когда источник питания запоминает минимальное значение последней разрядки. В таком случае аккумулятор был разряжен не до 0% и при следующем подключении к ЗУ батарея заберет ровно на это количество меньше заряда, вне зависимости от степени разряженности. То есть, с каждым разом эффективность падает.

Таким образом, для результативного питания никель-металлгидридных элементов рекомендуется не забывать об обязательной разрядке.

Чтобы снизить влияние "эффекта памяти", рекомендуется примерно 1 раз в месяц проводить следующую тренировку. Перед подключением к сети необходимо разрядить батарею до 1 В, а после этого ставить на подзарядку. Для лучшего восстановления процедуру стоит повторить около 3 раз.

Преимущества и недостатки NiMH-аккумуляторов

Аккумуляторные элементы на основе никель-металлгидрида применяются в большом количестве аппаратуры, где часто стоят одноразовые батарейки. Широкое распространение объясняется оптимальным соотношением плюсов и минусов, которое обеспечивает необходимую работоспособность.

Плюсы:

• Емкость NiMH выше, чем в NiCd. Что означает, что накопитель при тех же габаритах и весе дольше питает устройство, то есть более продолжительное рабочее время.
• Токсичность ниже, так как не содержат высокотоксичный металл кадмий. То есть, они более безопасны для экологии и здоровья животных и людей.
• Менее выраженный "эффект памяти" в сравнении с никель-кадмиевыми элементами.
• Отсутствие запретов на перевозку, что дает возможность переправлять NiMH авиакомпаниями без дополнительных условий.

Минусы:

• Сильный перегрев при зарядке, что требует применения предохранителей, а также дополнительного внимания от пользователя.
• Достаточно высокая степень саморазряда, что снижает срок эксплуатации NiMH элемента.
• Потребность в специальном зарядном устройстве и соблюдении правил зарядки.
• Безвозвратная потеря части емкости, если по неосторожности разрядить батарею до 0.

Заключение

Помните, что грамотный уход и обслуживание батареи любого типа позволяет как можно реже думать о замене. Как правило, для этого лучше всего обращаться непосредственно к руководству пользователя и советам производителей. Если хотите знать, как продлить эксплуатацию:

• Проверяйте состояние NiMH-аккумулятора, следите за зарядом;
• Выполняйте регулярную тренировку во избежание "эффекта памяти";
• Не заряжайте при минусовых температурах;
• Не используйте уже отработанные аккумуляторы. При неисправности необходимо купить акб в беларуси.

Эти несложные советы помогут забыть о частой замене NiMH-аккумуляторов и пользоваться ими максимально эффективно.

***на правах рекламы

«Белинвестторг»

УНП 200180562